导航接收机天线阵列自适应抗干扰处理的研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangtingzhi2009
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卫星导航系统能在近地空间为用户提供全天候的三维坐标、速度以及时间信息,在科研、农业等领域方面得到应用。但是导航接收机所处的电磁环境日渐复杂,导航信号微弱,使得导航信号在通信过程中容易受到有意或者无意的干扰,从而影响导航接收机的正常工作。研究接收机的抗干扰技术,可以提高导航系统在复杂干扰下的工作性能,具有重要的意义。本文针对不同干扰信号下的自适应抗干扰技术,通过理论、仿真、实验相结合的方法进行研究。首先,为了提高接收导航信号的能力,进行导航终端天线的研究。根据天线设计的相关技术,设计一款能够应用于导航终端的圆极化微带天线。在天线单元的基础上,研制了七元圆环阵,进行了单元间的隔离度分析,对结构进行优化。实物测试结果表明,七元圆环阵的回波损耗、方向图性能良好,验证了设计方案的有效性和可行性。其次,为进行自适应抗干扰算法,进行了干扰角度的来波方向(Direction Of Arrival,DOA)估计,研究了在均匀圆阵(Uniform Circular Array,UCA)下对窄带信号的二维DOA估计算法,并对DOA估计性能进行分析。介绍了不同阵列形式的数学模型,经过综合分析后采用带有中心单元的七元圆环阵作为接收阵列模型,研究了基于线性约束最小方差约束准则(Linearly Constrained Minimum Variance,LCMV)的功率倒置闭环算法,与基于迭代的功率倒置开环算法进行比较,最终选择采用闭环算法作为后续的仿真,并进行算法的抗干扰性能分析。为了进一步的提高算法的性能,进行空域时域二维联合处理的自适应算法仿真(Space-Time Adaptive Processing,STAP),并分析了阵元数、时延抽头的个数、阵元间距对抗干扰性能的影响。最后,本文进行了实验验证。开展了天线阵多路信号同步接收的实验,利用导航卫星信号记录回放仪进行有用信号与干扰信号的分别采集,进行自适应抗干扰算法的实验分析。实验结果表明,仿真结果得到很好的验证。
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